Trong khóa luận này chúng tôi sử dụng băng từ có thành phần Fe76,8Ni1,2B13,2Si8,8 được chế tạo tại PTN Đại học Busan, Hàn Quốc bằng phương pháp nguội nhanh (rapid cooling, melt-spinning). Đây là một phương pháp rẻ tiền, dễ chế tạo và rất phổ biến để chế tạo các hợp kim vô định hình và nano tinh thể ở dạng băng mỏng. Thành phần hợp kim này đã được lựa chọn dựa trên thành phần của Metglas đã được biết đến với tính chất từ và từ giảo siêu mềm cho các ứng dụng nhạy từ trường và ứng suất nhỏ.
Quy trình chế tạo gồm các bước được thực hiện như sau:
+ Cân hợp kim bao gồm các nguyên tố Fe, Ni, B, Si theo hợp thức danh định (có tính đến sự bù trừ các thành phần dễ bị oxi hóa và bay hơi).
+ Chế tạo hợp kim dạng khối đồng nhất từ hỗn hợp các kim loại trên bằng lò cao tần trong môi trường chân không cao.
+ Đưa hợp kim vào bên trong ống thạch anh đặt trong lò cảm ứng cao tần. Hợp kim bị nóng chảy trong lò cao tần được phun lên bề mặt trống đồng đang quay qua khe hẹp (hình 2.1.a). Hợp kim bị nguội nhanh trên bề mặt trống đồng cho ra các băng mỏng (hình 2.1.b)
Ống thạch anh có chứa hợp kim được đưa vào lò cảm ứng cao tần trong môi trường bảo vệ (môi trường khí Ar). Dùng lò cao tần nấu chảy hợp kim, ở phía dưới khe của ống thạch anh, có đặt một trống đồng quay với tốc độ cao. Khi nhiệt độ trong lò cao tần lên đến nhiệt độ đủ lớn, hợp kim bị nóng chảy và được phun lên bề mặt trống đồng qua khe hẹp. Ở đây, bề mặt trống quay với
hợp kim bị làm nguội với tốc độ nguội cực nhanh tới hàng triệu độ một giây cho ra dưới dạng các băng mỏng. Chiều dày băng có thể được điều khiển nhờ thay đổi khe hẹp của ống thạch anh và tốc độ quay của trống. Băng từ được sử
dụng trong luận văn này có chiều dày t = 18 m và chiều rộng 15 mm với cấu trúc giữ được nguyên trạng thái giống như chất lỏng (trạng thái vô định hình).
a) b)
a) b)
Hình 2.1. Sơ đồ minh họa quá trình chế tạo băng vô định hình bằng phương pháp nguội nhanh (a) và ảnh chụp băng từ sau khi được chế tạo (b).